混合动力技术路线调研

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1、混合动力技术路线调研 一 混合动力分类二 混合动力技术路线介绍三 混合动力技术路线分析四 调研总结混合动力技术路线调研 一 混合动力分类u 插电式混合动力u 非插电式混合动力 u 串联式混合动力u 并联式混合动力u 混联式混合动力 u 微混合动力系统 u 轻混合动力系统u 中混合动力系统u 重混合动力系统 混合动力系统大体上按以下三种方式进行分类：1 根据是否能外接充电电源分为 2 根据混动系统的结构特点分为 3 根据混动系统混合度的不同分为 二 混合动力技术路线介绍1 1）插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electrical Vehicle,简称PHEV） 既有传统汽车的发

2、动机、变速箱及整个传动系统，也有电动车的电池、电机及 控制电路既可与发动机协同驱动整车，又可纯电模式驱动,但是电池容量比较大 且有外接充电接口。若每次都是短途行驶，有较好的充电条件，插电式混合动 力汽车可以不用加油，作为纯电动车使用。 2)非插电式混合动力汽车，与插电式相比没有外接充电接口，仅在起/停、加/减速的时候回收部分能量，不能外部充电，电池电量耗尽时是通过发动机驱动发电机来给电池、充电的，所以，非插电式混合动力必须加油，且不能纯电模式行驶较长距离，相比插电式混合动力油耗较大。 2 1）串联式混合动力汽车，简称SHEV，动力来源于电动机，发动机只能驱动发电机， 为蓄电池充电，并不能直接驱

3、动车辆的行驶，相当于把发动机变成发电机保持在最佳燃 烧效率给电池组充电，电池再供电给电机以驱动车辆，化学燃料的燃烧利用率是提高了 降低了排放而且还可以利用电机进行动能回收，其基本模式如图（1）二 混合动力技术路线介绍 图（1） 因串联式混合动力本身结构形式必然导致需求大功率电机以及大容量蓄电池组，这无形中增加了车体重量和成本，所以，一种新的串联结构-增程式混合动力汽车(Extended-Rang Electric Vehicle)应运而生,增程式混合动力基本模式与图（1）类似，只不过与普通串联式不同的是，增程式混合动力在蓄电池能量充足时可以作为纯电动车使用，而在蓄电池组能量不足时发动机才介入开

4、始，驱动发电机为蓄电池组充电，减小蓄电池容量的同时，无形中也增加了车辆的续航里程。 二 混合动力技术路线介绍2 2）并联式混合动力汽车，简称PHEV,采用发电机和电动机两套独立的驱动系统驱 动车轮，并联式混动系统工作时大致分为以下三种模式：l 车辆起步，低速及轻载荷行驶时，发 动机关闭，车辆由电机驱动，为纯电 动工况；l 车辆行驶过程中，当车载电池组电量 低于临界值时，发动机在驱动车辆行 驶的同时向电池组充电；l 车辆减速及制动时，电机以发电机模 式工作，回收车辆制动能量向蓄电池 充电 二 混合动力技术路线介绍2 3）混联式混合动力汽车，简称PSHEV,综合了SHEV与PHEV的特点，由发动机

5、 电动-发电机、和驱动电机三大动力总成组成。其具体驱动模式分为以下四种：l纯电模式：发动机关闭，电池为电动机供电 驱动车辆行驶。该模式多用于中低车速，也 有部分车型实现高速巡航l纯油模式：发动机开启，驱动车辆行驶，并 带动发动机发电，为动力电池充电 l混合模式：发动机、电动机同时开启，一边 驱动车辆一边充电。该模式也是多用于爬坡 急加速及其他高负荷工况l充电模式：发动机不驱动车辆行驶，仅带动 发电机发电，此时车辆依靠电动机驱动相当 于串联结构的车辆。当车速提高后，发动机 开始介入，即混合模式 二 混合动力技术路线介绍3 1）微混合动力系统，Belt-alternator Starter Gen

6、erator,皮带传动启动/发电一 体化电机，该系统将一体化启动/ 发电机与发动机相连接,取代了发动机原有的发电 机从而实现了混合动力系统的一体化（P0结构）。BSG混合动力系统能实现怠速停 机、车辆启动时快速拖动发动机到怠速转速、制动回收能量的作用。 2）轻混合动力系统，Intergrated Starter/Generator,集成启动/发电一体化电机 该系统与发动机的曲轴输出端相连（P1结构），根据实际情况，ISG混合动力系统可 在发动机与变速箱之间配备1-2个离合器，这种方式与BSG系统相比更为灵活，其功 能也在BSG混合动力系统上有所增加。 3）中混合动力系统，该动力系统电机布置比较

7、灵活，可以放在变速器输入端，K0 离合器之后（P2结构），也可以放在变速器输出端（P3结构），还可以与发动机输出 轴分离，放在变速器之后（P4结构），总而言之，中混合动力系统在特定的情况下可 以单独使用电机驱动汽车，另外在汽车处于加速或者大负荷工况时，电机能够辅助驱 动车轮，更高的提高整车性能，这种系统的混合度较高，达到30%，是目前混合动力 汽车市场的主要开发形式。 3）重混合动力系统，采用272650V的高压电机，通过蓄电池组供电，电机可以在 起步或巡航时单独驱动车辆行驶，在加速或者电池能量不足的情况时，由发动机单独或 者联合电机驱动车辆。与其余混动形式相比，重混合动力系统的混合度更高，其

8、电机功 率更大，车载电池容量也更大，纯电行驶里程也更长。 三 混合动力技术路线分析混合动力形式 插电式 非插电式结构 有外接充电接口，电池容量大整车质量大 无外接充电接口，电池容量小整车重量相对较小开发 开发外接充电接口，解决传统混动续航里程问题 国内传统混动起步晚，赶超外资品牌已非常困难燃油耗 短距离可实现纯电动行驶，可持续充电无需加油 电池电量达临界值后需发动机带动充电，必须加油动力性 电池容量大，纯电行驶续航里程长；纯电行驶至电池电量耗尽时，发动机一边带动汽车行驶，一边给大容量电池充电 动力性下降明显 纯电行驶续航里程相对较短；电池充电时发动机驱动车辆的动力充足适用范围 短途纯电动，长途

9、混动模式同样适用 大部分时间均为混动模式国家政策 鼓励插电式混动，享受购车补贴充电设施也会逐步完善 不补贴代表车型 比亚迪宋/比亚迪秦/荣威eRX5/荣威ei6/传祺GS4/别克VELITE 5 普锐斯/雷克萨斯CT/凯美瑞混动/雅阁混动/别克君威30Hl插电式&非插电式混合动力总结：因国内传统混动起步较晚，短时间内技术以及实力很难赶超技术成熟的外资品牌，所以很多自主车企基本放弃传统混动的研发，直接“弯道超车“，开始插电式混合动力的研发配合国家政策对插电式的支持以及充电设施的日趋完善，插电式混合动力将成为中国新能源的主流。 三 混合动力技术路线分析l串联&并联&混联式混合动力混动形式 串联式

10、增程式 并联式 混联式结构开发 电机驱动车轮，发动机提供电机动力输出的电能 Plug-in,设置增程器提升续航里程 控制逻辑稍复杂,电机布置多样，分P2/P3/P4等几种形式 控制逻辑复杂开发技术及成本要求较高综合燃油耗 动力性 发动机驱动发电机发电电机获取能量驱动车轮能量经二次转换 效率降低 最大可使电池容量缩小40%，重量减小，动力输出不变情况下，分配到车轮动力增强 多种驱动模式可供选择综合动力强于串联混合动力 随时调整动力输出确保车辆尽可能行驶于最佳工况，动力强适用范围 经常在市内低速运行，走走停停的工况，而不适合高速路况 配合不同混合动力形式大多数路况均可适用 可选择模式较多，可根据不

11、同路况适时调节 最适合一般使用习惯混合度大，通用性强代表车型 雪佛兰VOLT 宝马i3增程版/别克VELITE 5 本田CR-Z/比亚迪秦/别克君越eAssist 普锐斯/凯美瑞混动/卡罗拉双擎总结：1）同为串联混动系统，增程式混动比普通串联式在整车重量、续航里程方面表现优秀；2）混联式混动相对并联式结构，控制逻辑复杂，但油耗、动力卓越，目前一般应用在混动四驱或豪华车上；3）对普通家用来说，增程式与并联式相比各有优劣，可根据用户平时的使用工况进行合理选择。 三 混合动力技术路线分析l微/轻/中/重混合动力混动形式 微混 轻混 中混 重混结构 BSG取代原普通电机皮带驱动，又称P0结构 ISG电

12、机装在发机输出端，K0离合器之前，又称P1结构 电机布置多样，分P2/P3/P4等几种形式，大多数作为辅助驱动源 类似中混P4结构，电机不再只作为辅助动力源，可以单独驱动车轮，混合度更高开发 简单 电机与曲轴相连不可与发动机实现脱离，结构设计相对容易 电机布置灵活，可根据不同工况自动切换动力系统，开发难度相对偏高 电机要求高，不断调节各动力源混合比例达到更低油耗，系统控制匹配要求高燃油耗 动力性 起动，BSG迅速将发动机升至怠速转速，发动机工作；停车，自动切断汽油机供油；减速自动回收能量储存 ISG除具备BSG的功能外，还可怠速起停及辅助驱动传动轴 车辆起步，电机与发动机脱离，实现纯电驱动；电

13、机也可辅助实现对车轮的混合驱动，与ISG相比混合度更高 电机和内燃机均可独立驱动车轮，也可实现混合驱动，输出动力更强混合度最高国家政策 不补贴 不补贴 符合国家指标要求享受国家补贴 补贴代表车型 奇瑞A5停售/上汽荣威750停售 本田Insignht/现代伊兰特/奔驰S400h 长安逸动/比亚迪秦/比亚迪唐 普瑞斯/雷克萨斯CT200h/卡罗拉双擎总结：依据网上资料数据统计以及国家政策导向，普通家用消费者更倾向选择中混合动力系统，自主车企正加大对中混合动力系统的研发投入。 四 调研总结1、2017年，乘联会数据显示，新能源乘用车销售70万辆，其中纯电动车累积销售45万辆，插电式混合动力乘用车累

14、计销售11万辆，传统混合动力乘用车累积销售14万辆且新能源销量呈现逐年显著增长态势。 0246810 12141618 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 2015年2016年2017年2015-2017新能源汽车单月销量趋势图，单位：万辆 05000100001500020000 250003000035000 比亚迪宋 比亚迪秦 荣威ERX5 比亚迪唐 荣威EI6 荣威e550 传祺GS4 PHEV 帝豪PHEV 别克VELITE 沃尔沃S60L 2、2017年插电式混合动力汽车在华销量，单位：辆四 调研总结 l插电式混合动力汽车销售以国内自主车企

15、为主，比亚迪，上汽荣威两家车企表现 非常突出。 010000200003000040000 500006000070000 卡罗拉 雷凌 雅阁 CRV 凯美瑞 起亚K5 索纳塔 思铂睿 君越 其余 3、2017年传统混合动力汽车在华销量，单位：辆四 调研总结 l日本对传统混合动力技术垄断严重，日系车油耗表现突出，传统混合动力汽车销 售以日系车为主。 四 调研总结4、以下是2017年中国销量排名前十的插电式混合动力汽车混动技术统计排名 车型 发动机类型 变速器类型 混合动力类型 电机布置形式 电驱系统TOP 1 比亚迪宋 1.5T 双离合变速器 并联式 P3+P4 双电机 前置+后置 TOP 2

16、 比亚迪秦 1.5T 双离合变速器 并联式 P3 单电机 前置 TOP 3 荣威ERX5 1.5T 自动变速箱 混联式可实现增程式P1+P3 双电机 前置 上汽智能电驱动模块EDUTOP 4 比亚迪唐 2.0T 双离合变速器 并联 P3+P4 双电机 前置+后置 TOP 5 荣威EI6 1.0T 自动变速箱 混联式电驱为主可实现增程式P1+P3 双电机 前置 上汽智能电驱动模块EDU 四 调研总结排名 车型 发动机类型 变速器类型 混合动力类型 电机布置形式 电驱系统TOP 6 荣威e550 1.5L 自动变速箱 混联式电驱为主可实现增程式P1+P3 双电机 前置 上汽智能电驱动模块EDUTO

17、P 7 传祺GS4PHEV 1.5L 电动车单速变速箱 混联式可实现增程式P1+P3 单电机 前置 广汽G-MC机电耦合系统TOP 8 帝豪PHEV 1.5L E-CVT 混联式可实现增程式 双电机 前置 吉利与科力远合作开发的CHS混动系统 与丰田THS混动类似TOP 9 别克VELITE 1.5L E-CVT 混联式电驱为主可实现增程式P1+P2 双电机 前置 通用智能电驱系统丰田THS技术类似TOP 10沃尔沃S60L 2.0T 自动变速器 串联+后桥TM电机P1+P4 双电机 前置+后置 看出，各车企在混合动力并联与混联配合增程式的技术研发投入更大，更受消费者青睐，在电驱系统匹配满足的条件下，可实现增程式混联系统，理论上节油效果、动力性更好。 四 调研总结附P0/P1/P2/P3/P4结构简图 谢 谢 ！ 放映结束 感谢各位的批评指导！让我们共同进步